Elucidation of enzyme function by X-ray crystal structure at room temperature.

室温下通过 X 射线晶体结构阐明酶的功能。

基本信息

批准号：
22K05441
负责人：
三上文三
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

酵素の多才な機能は酵素タンパク質の構造変化によって発揮される。タンパク質の構造変化を研究する手段としてはX線結晶構造解析が最も有効であるが、結晶中のタンパク質は結晶中で対称分子と相互作用しているために、構造変化を捉えるには対象部位の構造変化が結晶中で観察できる結晶を調製する必要がある。一般に行われている回折データの測定では分解能を向上させるため凍結結晶を用いるため、凍結による結晶格子の縮小とpHの変化の影響が大きく、真の構造変化を捉えるのが困難である。さらに、凍結保護剤の影響も無視できない。本研究では簡便なキャピラリー測定法を開発し、非凍結法を駆使した酵素と基質の複合体構造のpH変化を正確に捉えることで酵素機能の解明を行う。対象の酵素としては申請者が研究しているβ-アミラーゼの他、ソーマチン、CYP105A1、プロテイングルタミナーゼ、トランスグルタミナーゼ、コラーゲナーゼ、MHCクラスI分子等について、基質およびリガンドとの複合体のｐHの変化による構造変化を明らかにすることを試みている。令和4年度は簡便なキャピラリー測定法の開発とキャピラリーを用いたβ-アミラーゼの基質複合体の非凍結測定を用いた活性部位構造のpH変化およびCYP105Aと非ステロイド系消炎剤との複合体の凍結結晶とキャピラリーを用いた非凍結結晶の構造比較を行った。さらに、ソーマチンのpHによる構造変化を明らかにするために、キャピラリーを用いた測定をpHを3.5～11まで変化させて行った。これらの構造解析の計算の効率化を図るためにファイルサーバーを導入した。

酶的多种功能是通过酶蛋白的结构变化来实现的。 X射线晶体学是研究蛋白质结构变化的最有效手段，但由于晶体中的蛋白质与晶体中的对称分子相互作用，因此很难检测目标位点的结构变化，因此需要制备具有结构变化的晶体。可以观察到晶体的变化。通常进行的衍射数据测量使用冷冻晶体来提高分辨率，因此冷冻引起的晶格收缩和 pH 值变化影响很大，从而难以捕获真实的结构变化。此外，冷冻保护剂的影响也不容忽视。在本研究中，我们将开发一种简单的毛细管测量方法，并通过使用非冷冻方法准确捕获酶-底物复合结构中的 pH 变化来阐明酶的功能。目标酶包括申请人正在研究的β-淀粉酶，以及由于与底物和配体的复合物的pH变化而导致的索马甜、CYP105A1、蛋白谷氨酰胺酶、转谷氨酰胺酶、胶原酶、MHC I类分子等。试图澄清结构性变化。 2020财年，我们开发了一种简单的毛细管测量方法，利用毛细管非冷冻测量β-淀粉酶底物复合物来研究CYP105A与非甾体抗炎药的活性位点结构和复合物的pH变化。我们使用毛细管比较了冷冻晶体和未冷冻晶体的结构。此外，为了明确由于pH引起的索马甜的结构变化，在将pH从3.5改变至11的同时使用毛细管进行测量。引入文件服务器来提高这些结构分析计算的效率。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Grimontia hollisae コラーゲナーゼのX線結晶構造解析と酵素活性の解析

Grimontia hollisae胶原酶的X射线晶体结构分析和酶活性分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
炭ひなた;鈴木洋平;伊藤晟;山下哲;加納健司;宋和慶盛;片岡邦重;安本瑞貴　他
通讯作者：
安本瑞貴　他

Structure of thaumatin under acidic conditions: Structural insight into the conformations in lysine residues responsible for maintaining the sweetness after heat-treatment

酸性条件下索马甜的结构：对赖氨酸残基中负责在热处理后保持甜味的构象的结构了解

DOI：
10.1016/j.foodchem.2022.132996
发表时间：
2022
期刊：
Food Chemistry
影响因子：
8.8
作者：
Masuda Tetsuya;Okubo Kyohei;Baba Seiki;Suzuki Mamoru;Tani Fumito;Yamasaki Masayuki;Mikami Bunzo
通讯作者：
Mikami Bunzo